RU2676642C1 - Способ комплексной очистки дымовых газов - Google Patents
Способ комплексной очистки дымовых газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676642C1 RU2676642C1 RU2018104414A RU2018104414A RU2676642C1 RU 2676642 C1 RU2676642 C1 RU 2676642C1 RU 2018104414 A RU2018104414 A RU 2018104414A RU 2018104414 A RU2018104414 A RU 2018104414A RU 2676642 C1 RU2676642 C1 RU 2676642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- flue gases
- gases
- purification
- oxides
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 29
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910005965 SO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 6
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 6
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 5
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N copper manganese Chemical compound [Mn].[Cu] HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010020631 Hypergammaglobulinaemia benign monoclonal Diseases 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000005328 monoclonal gammopathy of uncertain significance Diseases 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки дымовых газов промышленных объектов, в которых присутствует выброс в атмосферу продуктов горения, в частности для улавливания из дымовых газов загрязняющих веществ, таких как NOx, SO2, СО, CO2, и твердых частиц. Заявлен способ комплексной очистки дымовых газов. Способ включает последовательное пропускание газов через слой адсорбента, а затем через слой окислительно-восстановительного катализатора на основе окислов марганца и меди. В изобретении использован первым по ходу очищаемых газов фильтр из графитированного пористого материала, очищающий от механических примесей и восстанавливающий NO и SO2, затем блок очистки от СО с послойной загрузкой адсорбентов, первый слой которого является цеолитом с размерами пор 4-5 ангстрем (например, типа NaA), второй слой является адсорбентом, состоящим из 50-60 мас.% диоксида марганца MnO2, 20-40 мас.% оксида меди (II) CuO, связующего - остальное (например, гопкалит), затем блок абсорбции оксидов азота, углерода и серы. В качестве окислителя - перекись водорода. Изобретение позволяет очистить дымовые газы от основных примесей: пыли, сажи, оксидов углерода, азота, серы - в одной линии без дополнительных энергозатрат с высокой степенью очистки дымовых газов от вредных примесей. 1 ил., 2 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки дымовых газов промышленных объектов, в которых присутствует выброс в атмосферу продуктов горения, в частности, для улавливания из дымовых газов загрязняющих веществ, таких как NOx, SO2, СО, СО2 и твердых частиц.
Способ разработан для объектов и установок, для которых характерно образование дымовых газов с достаточно низким содержанием токсичных веществ, например, дизельных электростанций, устройств сжигания природного газа, бытовых котлов и т.п.
Дымовые газы от сжигания жидкого или газообразного топлива в общем случае представляют собой газовую смесь, содержащую оксиды углерода СО и СО2, оксиды азота (II, IV), диоксид серы, частицы сажи, пыль.
Наиболее опасными веществами в выбросах дымовых газов являются оксид углерода СО и оксиды азота и серы.
Оксид углерода СО чрезвычайно токсичен, переносится на большие расстояния от источников выброса, долго может находиться в неизменном виде в приземном слое атмосферы. Основная опасность СО для животных и человека обусловлена его способностью связываться с гемоглобином крови легче, чем кислород. Сернистый газ SO2 в атмосфере постепенно окисляется до серного ангидрида, а последний при взаимодействии с водой образует серную кислоту. Из атмосферы сернистый газ и продукты его химических превращений вымываются с осадками, поступая в водоемы, почву. Оксиды азота в атмосфере также образуют химически агрессивные кислоты. Большая токсичность этих веществ обусловливает необходимость тщательной очистки от них промышленных газов, выбрасываемых в атмосферу.
Способов очистки дымовых газов существует множество, они представлены в различных вариантах очистки от одного или смеси веществ, и в общем случае способы можно разделить на группы:
- жидкофазные (мокрые), в основе которых лежит процесс обратимой или необратимой абсорбции;
- полусухие, сочетающие абсорбционно-адсорбционные методы, а также электронно-лучевой и метод коронного разряда;
- газофазные (сухие), включающие в себя каталитические, термические и адсорбционные, некоторые методы физического воздействия (например, акустических колебаний).
Например, в [1] (патент RU 2556656) описан способ мокрой очистки дымовых газов от твердых и токсичных элементов, в котором поток отходящих дымовых газов проходит через последовательно соединенные эмульгаторы в виде набора бесшовных труб из прочных износостойких сплавов титана, расположенные в одной линии очистки для золоочистки, абсорбции окислов серы, азота, поглощения двуокиси углерода. Недостаток данного способа состоит в том, что не обеспечивается глубокая очистка от угарного газа.
Известен также способ очистки газов от двуокиси серы путем контактирования с сорбентом. В качестве сорбента используют суспензию железомарганцевых конкреций с их содержанием в суспензии 5-30 масс. и размером частиц 0,074-2,0 мм [2] (авторское свидетельство СССР 1191720688, В01В 53/02, 1992). Недостатком данного способа является необходимость предварительного приготовления суспензии с определенным содержанием железомарганцевых конкреций и соблюдения размера их частиц, а также необходимость регенерации данного сорбента.
В [3] (патент RU 2504425) описан способ комплексной очистки различных газообразных выбросов промышленных производств путем прокачивания потока очищаемых газов через емкость, заполненную 5,0-10,0 М водным раствором трифторуксусной кислоты, насыщенным кислородом, отделения образовавшихся побочных продуктов и их утилизации, а также регенерацию отработанного раствора трифторуксусной кислоты путем насыщения кислородом и рециркуляцию регенерированного раствора. Недостатком данного способа является необходимость организации и поддержания реагентного хозяйства и повышенные эксплуатационные затраты. Кроме того, способу свойственна высокая агрессивность среды, приводящая к необходимости соблюдения мер защиты при контакте с ней и к коррозии оборудования, связанной с проблемами экологического характера.
Широко известны способы очистки дымовых газов, основанные на контакте с различными окислителями [4] (патент РФ 2403081); [5] (Шубов Л.Я., Ставронский М.Е., Шехирев Д.В. Технологии отходов (Технологические процессы в сервисе): разд. 5.3.7.2. - ГОУВПО «МГУС». - М., 2006.); [6] (патент РФ 2100058), щелочными компонентами [7, 8, 9] (Патенты РФ 2134148, 2199374, 2329090).
Ряд работ [10, 11, 12, 13] (Патенты РФ 2274485; 2140811; 2064834; Попова Н.М. Катализаторы очистки газовых выбросов промышленных производств. - М.: Химия, 1991) посвящен каталитической очистке воздуха замкнутых помещений и выбросов от оксида углерода на марганцево-медных катализаторах, одним из которых является гопкалит.
Основной недостаток вышеописанных способов заключается в том, что они не являются комплексными, то есть их использование не приводит к эффективной очистке отходящих газов от смеси загрязнителей.
Недостатками указанных способов являются также недостаточно высокая степень очистки отходящих газов, высокие эксплуатационные затраты при их реализации, а также возможность их реализации только при высоких концентрациях загрязнителей в отходящих газах.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, описанный в [14] патенте РФ 2172641 «Способ очистки воздуха от токсичных компонентов и фильтрующий модуль для очистки воздуха от газообразных токсичных компонентов». Способ используется для очистки воздуха от токсичных компонентов и включает его пропускание через слой сорбента, а затем через слой окислительно-восстановительного катализатора на основе окислов марганца и меди. Перед пропусканием воздуха через слои сорбента и катализатора его отфильтровывают от твердых частиц и аэрозолей и затем нагревают до температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на величину, равную 5-30°С, а в качестве сорбента используют гопкалит или активированный уголь, поглощающий углеводороды и другие органические соединения.
Главным недостатком прототипа является повышенный расход энергии на подогрев воздуха, а также то, что его целевое назначение - очистка воздуха замкнутых помещений. При этом отсутствуют сведения о применении способа, изложенного в прототипе, для дымовых газов и выбросов в атмосферу.
Задачей настоящего изобретения является осуществление очистки дымовых газов производственных установок от золы, оксидов серы, азота, углерода, по комплексной технологии, в одной линии, без дополнительных энергозатрат, и повышение степени очистки дымовых газов от вредных примесей.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом комплексной очистки дымовых газов в одну линию, включающим их последовательное пропускание через фильтр, активный в реакциях восстановления оксида азота и диоксида серы, пропускание через блок очистки от оксида углерода, состоящего из послойной загрузки адсорбентов, селективных к оксиду углерода и абсорбцию оксидов азота, серы и углерода в окислительно-щелочной среде с повышенной турбулизацией потоков.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемый способ комплексной очистки дымовых газов, включающий их пропускание через слой адсорбента, а затем через слой окислительно-восстановительного катализатора на основе окислов марганца и меди, согласно изобретению, предлагает использовать первым по ходу очищаемых газов фильтр из графитированного пористого материала, очищающий от механических примесей и восстанавливающий NO и SO2; затем блок очистки от СО с послойной загрузкой адсорбентов, первый слой которого является цеолитом с размерами пор 4-5 ангстрем (например, типа NaA), второй слой является адсорбентом, состоящим из 50-60% масс. диоксида марганца MnO2, 20-40% масс. оксида меди (II) CuO, связующего - остальное (например, гопкалит); затем блок абсорбции оксидов азота, углерода и серы, который состоит из смеси поглотительного водно-спиртового щелочного раствора и окислителя в соотношении (1,2-2,0) моль щелочного компонента на 1 моль окислителя, причем в качестве щелочного компонента могут быть использованы гидрокарбонат натрия, гидроксид натрия, в качестве спиртового компонента - этанол или другие одноосновные спирты С1-С4, а в качестве окислителя - перекись водорода.
При этом, очистка дымовых газов происходит поэтапно в одну линию без дополнительных энергозатрат. На первой ступени горячие дымовые газы с температурой 250-500°С проходят через графитовый механический фильтр, на котором происходит частичное восстановление оксида азота (II) NO и диоксида серы (IV) SO2 по реакциям:
2NO+C=N2+CO2
SO2+C=S+CO2
Затем в блоке очистки от оксида углерода происходит адсорбция СО на цеолите и окисление СО до СО2 на медь-марганцевом адсорбенте. Слой цеолита также предохраняет отравление медь-марганцевого адсорбента парами воды. Повышенная температура газов благоприятно сказывается на работе медь-марганцевого адсорбента.
Степень очистки от СО во второй ступени составляет 35-60%. Помимо поглощения СО, на цеолите типа NaA адсорбируются оксиды азота в количестве 20-40%. Степень очистки зависит от температуры и скорости дымовых газов. Заявляемые результаты достигаются при температуре дымовых газов не выше 400°С и скорости 0,5-5,0 м/с.
После блока очистки от оксида углерода дымовые газы проходят через аппарат воздушного охлаждения любой конструкции, например, змеевик с наружным оребрением, и поступают в абсорбционный блок. На третьей ступени дымовые газы проходят через слой водно-спиртового поглотительного раствора, состоящего из щелочного компонента и окислителя. В поглотительном растворе происходят реакции окисления оксида углерода СО и оксида азота NO по схеме:
ЭО+Ок→ЭO2,
до диоксидов, которые проявляют кислотные свойства. Щелочной компонент вступает в реакцию с диоксидами азота, серы и углерода в реакцию по схеме:
ЭO2+Ме(ОН)х→МеЭО3+H2O, где Э=N, S, C; х=1-2.
Добавление спирта в поглотительный раствор позволяет снизить остаточное содержание непрореагировавшего СО за счет повышения его растворимости.
Степень очистки дымовых газов на выходе из третьей ступени по СО, NO и NO2 составляет 96-97%.
Вышеописанное иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Дымовые газы от сжигания дизельного топлива пропускали на лабораторной установке через патрон, заполненный войлоком графитированным, для очистки от копоти и мехпримесей, затем направляли в адсорбер, заполненный слоем предварительно прокаленного при 350° цеолита NaA и гопкалитом в массовом соотношении 10:1. Скорость газов варьировалась от 1 до 6 м/с. В адсорбере происходят процессы адсорбции оксидов и воды на цеолите и окисления СО до СО2 на гопкалите. После этой стадии был проведен отбор газов на анализ. Состав газов представлен в таблице 1.
Пример 2.
Опыт проводился по примеру 1. Далее частично очищенные дымовые газы через змеевик с оребрением, где они охлаждаются до 40-17°, поступали через трубу с большой площадью перфорации в поглотительный раствор, имеющий состав: 8,5% масс. гидрокарбоната натрия, рН раствора 10,0 ед. Выходящие с установки газы также были проанализированы. Состав газов представлен в таблице 1.
Пример 3.
Опыт проводился по примеру 2, но состав поглотительного раствора представлял собой: 8,5% масс. гидрокарбоната натрия, 21% масс. этанола, рН раствора 10,0 ед. Выходящие с установки газы были проанализированы. Состав газов представлен в таблице 1.
Пример 4.
Опыт проводился по примеру 3, но поглотительный раствор имел состав: 6,5% масс. гидрокарбоната натрия, 21% масс. этанола и 5% масс. перекиси водорода. рН раствора 9,5 ед. Состав очищенного газа представлен в таблице 1.
Таблица 1. Состав газов после ступеней очистки
Степень очистки газов представлена в таблице 2.
На фиг. 1 представлено изменение степени очистки дымовых газов в зависимости от состава поглотительного раствора.
Таким образом, заявляемый способ комплексной очистки дымовых газов позволяет очистить дымовые газы от основных примесей: пыли, сажи, оксидов углерода, азота, серы - в одной линии без дополнительных энергозатрат с высокой степенью очистки.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. «Способ мокрой очистки дымовых газов от твердых и токсичных элементов», патент RU 2556656, B01D 47/00, 12.12.2013;
2. «Способ очистки дымовых газов», авторское свидетельство СССР 1191720688, В01В 53/02, 1992;
3. «Способ очистки дымовых газов», патент RU 2504425, B01D 53/60, 20.01.2014;
4. «Способ некаталитической очистки дымовых газов от оксидов азота», патент РФ 2403081, B01D 53/56, 10.11.2010;
5. Шубов Л.Я., Ставронский М.Е., Шехирев Д.В. Технологии отходов (Технологические процессы в сервисе): разд. 5.3.7.2. - ГОУВПО «МГУС». - М., 2006;
6. «Установка для очистки газовоздушных выбросов литейного производства», патент РФ 2100058, B01D 53, 27.12.1997;
7. «Способ очистки пирогаза от сероводорода и двуокиси углерода», патент РФ 2134148, B01D 53, С10К 1/12, 10.08.1999;
8. «Способ щелочной очистки газов пиролиза», патент РФ 2199374, B01D 53, 27.02.2003;
9. «Способ щелочной очистки газов пиролиза», патент РФ 2329090, B01D 53/00, 20.07.2008;
10. «Способ очистки воздуха от оксида углерода и фильтрующий модуль для очистки воздуха от оксида углерода», патент РФ 2274485, B01D 53/86, 20.04.2006;
11. «Способ очистки промышленных газовых выбросов от органических кислородосодержащих соединений», патент РФ 2140811, B01D 53/86, B01J 23/889, 10.11.1999;
12. «Способ получения низкотемпературного катализатора окисления оксида углерода», патент РФ 2064834, B01J 23/889, B01J 37/04, B01J 23/889, B01J 101:64, 10.08.1996;
13. Попова Н.М. Катализаторы очистки газовых выбросов промышленных производств. - М.: Химия, 1991;
14. «Способ очистки воздуха от токсичных компонентов и фильтрующий модуль для очистки воздуха от газообразных токсичных компонентов», патент РФ 2172641, B01D 53, B01D 35, 27.08.2001.
Claims (1)
- Способ комплексной очистки дымовых газов, включающий их пропускание через слой адсорбента, а затем через слой окислительно-восстановительного катализатора на основе окислов марганца и меди, отличающийся тем, что предлагает использовать первым по ходу очищаемых газов фильтр из графитированного пористого материала, очищающий от механических примесей и восстанавливающий NO и SO2; затем блок очистки от СО с послойной загрузкой адсорбентов, первый слой которого является цеолитом с размерами пор 4-5 ангстрем (например, типа NaA), второй слой является адсорбентом, состоящим из 50-60 мас.% диоксида марганца MnO2, 20-40 мас.% оксида меди (II) CuO, связующего - остальное (например, гопкалит); затем блок абсорбции оксидов азота, углерода и серы, который состоит из смеси поглотительного водно-спиртового щелочного раствора и окислителя в соотношении (1,2-2,0) моль щелочного компонента на 1 моль окислителя, причем в качестве щелочного компонента могут быть использованы гидрокарбонат натрия, гидроксид натрия, в качестве спиртового компонента - этанол или другие одноосновные спирты С1-С4, а в качестве окислителя - перекись водорода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104414A RU2676642C1 (ru) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Способ комплексной очистки дымовых газов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104414A RU2676642C1 (ru) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Способ комплексной очистки дымовых газов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2676642C1 true RU2676642C1 (ru) | 2019-01-09 |
Family
ID=64958663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104414A RU2676642C1 (ru) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Способ комплексной очистки дымовых газов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2676642C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2705354C1 (ru) * | 2019-01-14 | 2019-11-06 | Кирилл Николаевич Войнов | Способ улавливания и очистки выхлопных газов |
| RU2747863C1 (ru) * | 2020-11-06 | 2021-05-17 | Наталья Анатольевна Литвинова | Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений |
| RU2754210C1 (ru) * | 2020-09-22 | 2021-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Производственное Объединение Юнисол" | Способ очистки газовых выбросов от диоксида серы с получением товарного продукта |
| WO2023033682A1 (ru) * | 2021-09-05 | 2023-03-09 | Александр Олегович МАЙБОРОДА | Способ концентрирования углекислого газа и устройство для его осуществления |
| RU2792169C1 (ru) * | 2021-09-05 | 2023-03-17 | Александр Олегович Майборода | Способ концентрации углекислого газа и устройство для его осуществления |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993005868A1 (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-01 | North Carolina Center For Scientific Research, Inc. | Coated fibrous filter for catalytic cracking |
| JPH05111618A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-05-07 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 一酸化炭素の除去方法 |
| EP0438282B1 (en) * | 1990-01-19 | 1996-03-20 | The Boc Group, Inc. | Production of pure nitrogen from air |
| US5527517A (en) * | 1994-11-23 | 1996-06-18 | Philip Morris Incorporated | Liquid scrubbing of gas-phase contaminants |
| RU2172641C1 (ru) * | 2000-11-21 | 2001-08-27 | ООО "Экоспецстройснаб" | Способ очистки воздуха от токсичных компонентов и фильтрующий модуль для очистки воздуха от газообразных токсичных компонентов |
| RU2274485C2 (ru) * | 2004-07-06 | 2006-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" (ФГУП "ТамбовНИХИ") | Способ очистки воздуха от оксида углерода и фильтрующий модуль для очистки воздуха от оксида углерода |
| RU2504425C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-01-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Способ очистки дымовых газов |
| RU2556656C1 (ru) * | 2013-12-12 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Сталь-Дон-Титан" | Способ мокрой очистки дымовых газов от твердых и токсичных элементов |
-
2018
- 2018-02-05 RU RU2018104414A patent/RU2676642C1/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0438282B1 (en) * | 1990-01-19 | 1996-03-20 | The Boc Group, Inc. | Production of pure nitrogen from air |
| WO1993005868A1 (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-01 | North Carolina Center For Scientific Research, Inc. | Coated fibrous filter for catalytic cracking |
| JPH05111618A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-05-07 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 一酸化炭素の除去方法 |
| US5527517A (en) * | 1994-11-23 | 1996-06-18 | Philip Morris Incorporated | Liquid scrubbing of gas-phase contaminants |
| RU2172641C1 (ru) * | 2000-11-21 | 2001-08-27 | ООО "Экоспецстройснаб" | Способ очистки воздуха от токсичных компонентов и фильтрующий модуль для очистки воздуха от газообразных токсичных компонентов |
| RU2274485C2 (ru) * | 2004-07-06 | 2006-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" (ФГУП "ТамбовНИХИ") | Способ очистки воздуха от оксида углерода и фильтрующий модуль для очистки воздуха от оксида углерода |
| RU2504425C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-01-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Способ очистки дымовых газов |
| RU2556656C1 (ru) * | 2013-12-12 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Сталь-Дон-Титан" | Способ мокрой очистки дымовых газов от твердых и токсичных элементов |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2705354C1 (ru) * | 2019-01-14 | 2019-11-06 | Кирилл Николаевич Войнов | Способ улавливания и очистки выхлопных газов |
| RU2796494C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2023-05-24 | Чжуне Чантянь Интернэшнл Инджиниринг Ко., Лтд. | Способ и установка для синергической очистки дымового газа с несколькими загрязнителями |
| RU2754210C1 (ru) * | 2020-09-22 | 2021-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Производственное Объединение Юнисол" | Способ очистки газовых выбросов от диоксида серы с получением товарного продукта |
| RU2747863C1 (ru) * | 2020-11-06 | 2021-05-17 | Наталья Анатольевна Литвинова | Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений |
| WO2023033682A1 (ru) * | 2021-09-05 | 2023-03-09 | Александр Олегович МАЙБОРОДА | Способ концентрирования углекислого газа и устройство для его осуществления |
| RU2792169C1 (ru) * | 2021-09-05 | 2023-03-17 | Александр Олегович Майборода | Способ концентрации углекислого газа и устройство для его осуществления |
| RU2840758C1 (ru) * | 2024-09-16 | 2025-05-28 | Акционерное общество "Прорыв" | Установка очистки инертных газов от влаги, кислорода и иных примесей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2676642C1 (ru) | Способ комплексной очистки дымовых газов | |
| JP3272367B2 (ja) | 脱硝用熱処理活性炭素繊維、その製造方法、それを用いた脱硝方法、及びそれを用いた脱硝システム | |
| CN104815541B (zh) | 用于从烟气中去除汞的方法和系统 | |
| PL204639B1 (pl) | Sposób usuwania rtęci z gazów spalinowych | |
| US10537872B1 (en) | Sorbents for capturing acid and greenhouse gases | |
| US8821818B1 (en) | Cleaning stack gas | |
| CN113941238A (zh) | 低温烟气污染物一体化控制方法 | |
| CN105080265A (zh) | 一种工业尾气回收利用大循环工艺 | |
| AU2014233522B2 (en) | Cleaning stack gas | |
| JP4936002B2 (ja) | 排ガス処理方法及び排ガス処理装置 | |
| Kurniawan et al. | Technological solutions for air pollution control to mitigate climate change: an approach to facilitate global transition toward blue sky and net-zero emission | |
| JP2011516250A (ja) | 流体流から元素状微量汚染物質を除去する方法およびシステム | |
| JPH04367707A (ja) | 道路トンネル換気ガス中の低濃度窒素酸化物の除去方法 | |
| CN106345246A (zh) | 一种脱除氮氧化物的方法及其应用 | |
| CN105771575B (zh) | 一种烟气多组分污染物一体化干式净化方法及系统 | |
| AU2017267474A1 (en) | Clean gas stack | |
| WO2020245646A1 (en) | Device for controlling air pollution emanating from a pollution source | |
| JP2008030017A (ja) | 排ガス中微量有害物質の除去装置及びその運転方法 | |
| Uffalussy et al. | Novel Capture Technologies: Non‐carbon Sorbents and Photochemical Oxidations | |
| CN115253633A (zh) | 垃圾焚烧烟气净化方法和系统 | |
| US20130004395A1 (en) | Processes and apparatuses for oxidizing elemental mercury in flue gas using oxychlorination catalysts | |
| EP2916930B1 (en) | Multilayer composite for reversible sorption of mercury and method for sorption and desorption of mercury from a gaseous phase | |
| CN110550841A (zh) | 污泥干化-焚烧系统中烟气深度脱硝系统和方法 | |
| US20130004396A1 (en) | Processes and apparatuses for eliminating elemental mercury from flue gas using deacon reaction catalysts at low temperatures | |
| Kuettel et al. | Removal of acidic gases and metal ion contaminants with PostCapTM technology |